//给定一个二叉树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。
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// 百度百科中最近公共祖先的定义为：“对于有根树 T 的两个节点 p、q，最近公共祖先表示为一个节点 x，满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大（
//一个节点也可以是它自己的祖先）。”
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// 示例 1：
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//输入：root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 1
//输出：3
//解释：节点 5 和节点 1 的最近公共祖先是节点 3 。
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// 示例 2：
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//输入：root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4
//输出：5
//解释：节点 5 和节点 4 的最近公共祖先是节点 5 。因为根据定义最近公共祖先节点可以为节点本身。
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// 示例 3：
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//输入：root = [1,2], p = 1, q = 2
//输出：1
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// 提示：
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// 树中节点数目在范围 [2, 10⁵] 内。
// -10⁹ <= Node.val <= 10⁹
// 所有 Node.val 互不相同 。
// p != q
// p 和 q 均存在于给定的二叉树中。
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package leetcode.editor.cn;

import leetcode.editor.cn.tree.TreeNode;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@SuppressWarnings("all")
//Java：二叉树的最近公共祖先
public class 二叉树的最近公共祖先 {
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new 二叉树的最近公共祖先().new Solution();
        // TO TEST
//        TreeNode node1 = new TreeNode(6);
//        TreeNode node2 = new TreeNode(2, new TreeNode(7), new TreeNode(4));
//        TreeNode node3 = new TreeNode(1, new TreeNode(0), new TreeNode(8));
//        TreeNode node4 = new TreeNode(5, node1, node2);
//        TreeNode root = new TreeNode(3, node4, node3);
        final TreeNode root = new TreeNode(1, new TreeNode(2), null);
        solution.lowest(root, 2, 1);
    }
//leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)

    /**
     * Definition for a binary tree node.
     * public class TreeNode {
     * int val;
     * TreeNode left;
     * TreeNode right;
     * TreeNode(int x) { val = x; }
     * }
     */
    class Node {
        TreeNode parent;
        int layer;

        public Node(TreeNode parent, int layer) {
            this.parent = parent;
            this.layer = layer;
        }
    }

    class Solution {
        Map<Integer, Node> parentAndLayer = new HashMap<>();

        public TreeNode lowest(TreeNode root, int p, int q) {
            return lowestCommonAncestor(root, new TreeNode(p), new TreeNode(q));
        }

        public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {

            initParentAndLayer(root, null);

            Node nodeP = parentAndLayer.get(p.val);
            Node nodeQ = parentAndLayer.get(q.val);
            int layerP = nodeP.layer;
            int layerQ = nodeQ.layer;
            int P = p.val;
            int Q = q.val;
            while (nodeP.layer < nodeQ.layer) {
                Q = nodeQ.parent.val;
                nodeQ = parentAndLayer.get(Q);
            }
            while (nodeP.layer > nodeQ.layer) {
                P = nodeP.parent.val;
                nodeP = parentAndLayer.get(P);
            }

            if (P == Q) {
                if (layerP < layerQ)
                    return p;
                return q;
            }

            while ((nodeP.parent.val) != (nodeQ.parent.val)) {
                P = nodeP.parent.val;
                Q = nodeQ.parent.val;
                nodeQ = parentAndLayer.get(Q);
                nodeP = parentAndLayer.get(P);
            }

            return nodeP.parent;
        }

        private void initParentAndLayer(TreeNode root, TreeNode parent) {

            if (parent == null) {
                parentAndLayer.put(root.val, new Node(root, 0));
            } else {
                parentAndLayer.put(root.val, new Node(parent, parentAndLayer.get(parent.val).layer + 1));
            }

            if (root.left != null) {
                initParentAndLayer(root.left, root);
            }

            if (root.right != null) {
                initParentAndLayer(root.right, root);
            }

        }
    }
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)


}
